教学考试杂志社“优师计划”阶段性成果展示
——高考重难点相关试题选登

2019-11-19 07:10
教学考试(高考物理) 2019年6期
关键词:氢原子能级光子

【例1】西汉时期的一本著作《春秋纬·考灵曜》中论述的:“地恒动不止,而人不知,譬如人在大舟中,闭牖而坐,舟行(而人)不觉也。”提出了哪个观点?

( )

A.物体具有惯性

B.力是改变物体运动状态的原因

C.物体运动具有相对性

D.能量转化过程存在守恒关系

【答案】C

【解析】文中的描述内容主要研究物体运动状态与参考系的选择有关,C正确,ABD错误。

【试题说明】本题以古人对自然研究的史料为素材编制了一道传统文化的试题,考查学生对传统文化精髓的认识,契合当下核心素养中民族性的主题,并且难度不高,适用于一轮复习阶段。

【例2】宇航员在某星球表面做了如下实验用于测量星球表面的重力加速度:将小球从空中的某一高度由静止释放,下落过程小球由于受到空气阻力作用做变加速运动,测得加速度随速度的变化图象如图所示,假设小球落地前已开始做匀速直线运动。已知图中直线在纵轴与横轴的截距分别为a0、v0,小球的质量为m,星球的半径为R,万有引力常量为G,忽略星球自转的影响,由上述条件可判断出

( )

A.该星球表面的重力加速度大小为a0

B.空气阻力与速率平方成正比

【答案】AD

【试题说明】试题的组合编制是依据“一核四层四翼”考试评价要求和学情分析,以物理情境为抓手、以2个或几个不同而又隐性关联的物理模型或要素为命题主体思路,合理编制有机组合,通过练测目标、情境设置、信息设问等设题环节考查学生的必备知识,关键能力、学科素养和核心价值等评价目标。组合试题编制的目的是考查学生能否将复杂问题细化肢解并找出之间的隐含关系;能否综合应用学科内或学科间的交叉知识找到解决问题的方法,对巩固学生基础知识、深化理解知识内涵、拓展学习思维等具有重要的促进作用。

【例3】某港口设计了如图所示的装置用于提升货物,在水平面上固定一竖直支撑棒,一绷紧的轻质缆绳通过光滑的滑轮O与高处的电动机相连,另一端和套在棒上的货物连接,开始时货物静止于棒底端的A位置。某时刻电动机以恒定的功率P卷动缆绳,拉着货物沿杆由A运动到B,已知货物的质量为m,货物运动到B点的速度大小为v,此时缆绳与竖直杆的夹角为θ,货物上升的高度为h,货物与竖直杆间的摩擦阻力恒为f,则下述说法正确的是

( )

D.从A到B过程中货物所受合力的方向一定变化

【答案】BC

【试题说明】本题试图从变换情境载体的方式考查学生对于两类启动的理解,作为高考Ⅱ类要求的考点,两类启动涉及的知识点较多,如动力学、运动学、功能等,考查学生的知识迁移能力,这就要求学生要会从不同的试题情境中找出共性特征和把握问题本质,因此一道表象不同,但内涵相似的题目是一个很不错的命题点。

【例4】如图所示,光滑金属导轨MN、PQ水平放置于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=1 T,导轨足够长且电阻不计,相距L=1 m,金属棒cd、ef与轨道垂直放置且处于锁定状态。现有一金属棒ab垂直轨道放置于cd左侧相距x=3 m处以水平向右的初速度v0=2 m/s向右运动,与金属杆cd相碰(作用时间极短)并粘连一起,碰撞前瞬间同时解除棒cd和棒ef的锁定,使两棒能沿导轨自由滑动,且棒cd和棒ef运动过程始终不会相碰,已知三根金属棒的质量均为m=1 kg,电阻均为R=2 Ω,求:

(1)棒ab从开始运动到与棒cd相碰位置的过程中通过棒ab的电荷量q;

(2)棒ab和棒cd碰撞后瞬间的速度大小;

(3)整个运动过程中回路的感应电流产生的总焦耳热?

(2)对棒ab任一极短时间Δt内由动量定理得

-BIL·Δt=mΔv

即-BL·Δq=mΔv

由于在任一极短时间内上式均成立,故在棒ab运动至碰撞前过程中也成立,则有-BLq=mv1-mv0

棒ab和棒cd碰撞瞬间,取两棒为系统,由动量守恒定律得mv1=2mv2

解得Q1=1.5 J

根据系统的能量守恒定律得

故整个过程回路产生的总焦耳热为

【试题说明】电磁感应的动生类问题是近几年高考的热点命题方向,考查的知识点较多,涉及学科内不同分支的综合,动生类的试题编制对象主要以动杆和动框为主,对于高三的学生来讲强化训练容易形成思维固化和定势,因此引导学生拓展性思维的形成,了解在考试大纲的条件下可能的试题编制方向、纠正学生正确的学习观,使学生重整理、塑思维不死记硬背是本题的编制目的。

【例5】甲、乙两车从同一地点沿同一方向在一平直公路上做直线运动,它们的v-t图象如图所示。下列判断正确的是

( )

A.t=4 s时,甲、乙两车相距最远

B.t=8 s时,乙车正好追上甲车

C.0~10 s运动过程中,乙车始终没有追上甲车

D.t=6 s之前,甲、乙两车越来越近

【答案】C

【试题说明】本题主要考查学生对v-t图象的理解程度,要求学生不仅要会计算质点匀变速直线运动位移,还能通过v-t图象面积比较涉及变加速直线运动的位移大小。将直线运动的不同情况放在一起考察学生的逻辑思维能力和计算能力。

【例6】如图为氢原子能级示意图的一部分,A光子为氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时释放出来的光子,基态的氢原子吸收B光子后跃迁到n=3能级,则下列说法中正确的是

( )

A.A光子的频率高于B光子的频率

B.处于n=4能级的氢原子不能吸收A光子发生跃迁

C.处于n=4能级的氢原子不能吸收B光子发生跃迁

D.氢原子释放A光子后能量减小

【答案】D

【解析】光子的能量E=hν=Em-En,可知A光子能量为2.55 eV,B光子的能量为12.09 eV,故A错误;处于n=4能级的氢原子吸收0.85 eV能量的光子就可以电离,因此该原子能够吸收A光子或B光子然后电离,发生跃迁,BC错误;氢原子辐射A光子后能量减小,D正确。

【试题说明】考查玻尔能级理论和氢原子能级问题很不容易创新,因为基本题型学生都见过了,所以这个题目采用了做“加法”,由一个过程变成了两个过程,一个是氢原子向低能级跃迁释放光子,另外一个是氢原子吸收光子发生跃迁,通过两个过程的比较考查学生对玻尔能级理论的理解和氢原子能级公式的应用。

【例7】如图所示,某河宽d=100 m,水流速度v1=4 m/s,河中央处有一漂流物A(可视为质点)顺流而下,观察点B发现漂流物时,其距观察点的水平距离L=100 m,值班员当即驾驶快艇去拦截漂流物,刚好在观察点正前方的C处拦截到漂流物,BC连线垂直河岸。此过程中快艇相对于水的速度恒定。则下列说法中正确的是

( )

A.快艇船头垂直河岸行驶,只要速度合适就可以完成任务

B.此过程中船行驶的速度可以小于4 m/s

D.若水流速度加倍后仅将船的行驶速度大小加倍不可完成任务

【答案】C

【试题说明】考查运动的合成与分解,小船过河问题不容易创新,因为基本题型练滥了,几乎没有什么新意。所以这个题目采用了做“加法”,在过河的基础上加上了一个顺流而下的物体,这样一来题目的内涵就丰富了不少,学生在处理的时候需要兼顾两个过程,尤其是D选项的设置物理味道很深厚,初看没有什么特别的,好像是个偶然结果,实则是一个必然。通过两个过程的比较考查学生对运动合成与分解的理解和对运动过程的分析能力。对学生的能力要求比较高。

【例8】如图所示,实线表示一点电荷周围的电场线,虚线表示该电场的两条等势线,两条等势线到电荷的距离分别为R和2R,A、B分别为两条等势线上的点。则下列说法中正确的是

( )

A.此点电荷为正电荷

B.将一正的试探电荷从A点移到B点过程中电势能增加

C.适当的选择零势点,可能出现φB>φA

D.A、B两点的电场强度大小关系为EA=4EB

【答案】AD

【试题说明】考查了点电荷的电场,从图像中获取的信息进行分析,而D选项的设置很有意思,直接从图像上只能得到EA>EB,只有和点电荷的场强公式结合起来才能得到正确的结论,这种图像结合已经尝过的知识由定性分析过渡到定量分析是高考考查的一个方向,对学生的知识迁移能力和应对问题的能力要求都比较高。

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